оправка для непрерывной намотки труб и способ ее применения

Формула изобретения

1. Оправка для непрерывной намотки труб, содержащая расположенные симметрично ее оси вращения секторные планки, отличающаяся тем, что ось вращения оправки выполнена с наклоном в сторону схода трубы под углом к горизонтальной плоскости, при этом 0< /2.

2. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что угол выполнен регулируемым.

3. Способ применения оправки, включающий непрерывную намотку материала на оправку, отличающийся тем, что непрерывную намотку материала осуществляют на оправке по п.1 или 2.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к изготовлению оправок для производства трубчатых изделий, в частности композиционных армированных труб на основе термореактивных связующих и волокнистых наполнителей, и может быть использовано для изготовления труб, получаемых методом непрерывной намотки.

Известна оправка для непрерывной намотки труб, содержащая расположенные симметрично оси вращения оправки секторные планки (SU 1353645 A1, B29C 53/82, опуб. 23.11.87. Бюл. № 43). Однако указанная оправка обладает малым сопротивлением на изгиб, повышенным расходом энергии на приведение секторных планок в возвратно-поступательное движение, требует больших площадей для своего размещения. Данная оправка является ближайшим аналогом предлагаемого изобретения. Технический результат изобретения заключается в увеличении сопротивления оправки на изгиб, снижении ее материалоемкости и веса, увеличении прочностных характеристик, повышении надежности, расширении потребительских возможностей, снижении энергозатрат на изготовление трубы, уменьшении площади для размещения оправки.

Технический результат достигается за счет того, что в оправке для непрерывной намотки труб, содержащей расположенные симметрично ее оси вращения секторные планки, ось вращения оправки выполнена с наклоном в сторону схода трубы под углом к горизонтальной плоскости, при этом 0< /2.

На чертеже показан общий вид оправки.

Оправка содержит секторные планки 1, 2, 3, 4, 5, расположенные вдоль оси вращения 6 оправки под углом к горизонтальной плоскости. Угол является углом между осью 6 и горизонтальной плоскостью (углом между осью 6 и проекцией оси 6 на горизонтальную плоскость) и является углом, определяющим наклон в сторону схода трубы. Этот же угол можно рассматривать как угол между осью 6 и горизонтальной плоскостью (угол между осью 6 и проекцией оси 6 на горизонтальную плоскость), который определяет подъем оправки в сторону, противоположную направлению схода трубы.

Сплошной стрелкой показано направление схода трубы с оправки.

Оправка работает следующим образом.

От привода вращательного движения (не показан) и привода возвратно-поступательного движения (не показан) секторные планки 1, 2, 3, 4, 5 приходят во вращательное движение вокруг оси вращения 6 и возвратно-поступательное движение вдоль (параллельно) той же оси вращения 6.

При движении секторных планок к концу оправки в направлении схода, указанном сплошной стрелкой, труба, формируемая на оправке (наружной поверхности секторных планок), путем нанесения на нее волокнистого материала со связующим и дальнейшей полимеризации, также перемещается к концу оправки со скоростью, определяемой приводом возвратно-поступательного движения.

На оправку в целом или на каждую секторную планку 1, 2, 3, 4, 5 или их группу действует крутящий момент, определяемый собственным весом Р и размерами плеча - проекции отрезка, равного расстоянию от центра тяжести оправки в целом или одной или нескольких секторных планок (группу) до точки опоры, на горизонтальную плоскость.

Очевидно, что чем больше угол , тем меньше размеры плеча (его длина) и меньше крутящий (изгибающий секторные планки) момент.

Изгибающий под действием силы тяжести оправку в целом или секторные планки (их группу) крутящий момент можно рассматривать как произведение веса Р (силы тяжести) оправки в целом или каждой секторной планки 1, 2, 3, 4, 5 или их группы на косинус угла (произведение обозначено как P₁) и на расстояние от центра тяжести до точки опоры соответственно оправки в целом или секторных планок (их групп).

При этом для установки оправки, расположенной наклонно по отношению к горизонтальной плоскости, требуется меньшее производственное помещение. Кроме этого, для изготовления оправки можно использовать материалы с меньшими прочностными характеристиками.

В процессе изготовления трубы вес трубы оказывает на оправку действие, аналогичное описанному выше. При этом также с увеличением угла уменьшается изгибающий момент от воздействия на оправку или на ее секторные планки (группы секторных планок) силы тяжести изготавливаемой трубы.

Важным в предлагаемом техническом решении является возникновение силы Р₂, действующей на трубу в направлении схода трубы с оправки параллельно оси вращения оправки. Величина этой силы будет равна произведению веса трубы на синус угла . Чем больше угол , тем больше сила, действующая на трубу в направлении ее схода с оправки. При , равном /2, эта сила будет равна весу трубы.

Сила, определяемая весом трубы и ее наклоном к горизонтальной плоскости в сторону схода трубы и действующая на трубу в направлении схода трубы с оправки, уменьшает усилие, необходимое для придания секторным планкам возвратно-поступательного движения с целью «проталкивания» трубы по оправке и обеспечения ее схода с оправки.

Для расширения потребительских возможностей оправки и изготовления на ней разных по конструкции труб угол выполняют регулируемым. Это связано с необходимостью учитывать конструктивные особенности оправки и трубы, разные характеристики используемых для изготовления оправки и производства труб материалов.

Выполнить угол регулируемым можно, к примеру, путем использования крепления оправки в виде консоли, один конец которой имеет шарнирную опору.

Предлагаемое техническое решение является новым, промышленно применимым, явным образом из уровня техники для среднего специалиста не следует.